Deux globes terrestre et céleste, réalisés en 1622 par le cartographe néerlandais Willem Blaeu, rendent compte de l'évolution des savoirs en matière d'explorations sur quatre siècles et, surtout, démontrent combien notre connaissance du monde des infinis est finalement très récente. Que celle-ci concerne les espaces lointains, les profondeurs des océans, le passé de la Terre, la structure de la matière ou les mondes planétaires proches, elle remonte, en effet, à moins d'un siècle. L'exploration a longtemps été incarnée par des hommes pratiquement seuls, confrontés à des difficultés considérables et dont certains sont devenus des héros. Aujourd'hui, elle est le fruit de collaborations internationales, seule façon d'affronter les défis de plus en plus complexes et ardus.
L'ouvrage s'articule autour de cinq grandes sections : l'infiniment lointain, l'infiniment profond, l'infiniment ancien, l'infiniment petit et l'infiniment grand. Y sont détaillées les différents étapes de l'exploration, à savoir, les outils de l'investigation (de l'oeil nu aux instruments scientifiques, jusqu'aux moyens de se déplacer comme les vaisseaux spatiaux ou les scaphandres), les images singulières, les découvertes scientifiques qui perdurent au-delà l'aventure exploratoire, les représentations de ces « mondes » inconnus, y compris fictionnelles ou oniriques, et enfin les perspectives et applications offertes par les explorations.